第4节 氢原子光谱与能级结构
(时间：60分钟)
知识点一 光谱及光谱分析
1．通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱是 A．按光子的频率顺序排列 B．按光子的质量大小排列 C．按光子的速度大小排列 D．按光子的能量大小排列
解析 由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A正确．而光 子没有质量，各种色光在真空中传播速度相同，B、C错误；由爱因斯坦的光
子说可知光子能量与光子频率相对应．D正确． 答案 AD
2．有关原子光谱，下列说法正确的是 A．原子光谱反映了原子结构特征 B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的 C．太阳光谱是连续谱
D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析
解析 不同的原子发出的谱线不相同，每一种原子都有自己的特征谱线，利
( )．
( )．
用光谱分析可以用来确定元素，原子光谱可以间接反映原子结构的特征，故 A、B、D正确．太阳光谱是不连续的，故C不正确． 答案 ABD
知识点二 巴耳末公式的应用 3．下列说法正确的是
( )．
A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B．据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数
条
C．巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分 D．氢原子光谱是线状谱的一个例证
解析 氢原子的谱系有好几个，巴耳末系仅是可见光区中的一个，仅十四条 谱线．故A、B不正确，C正确．氢原子光谱是线状谱，故D正确． 答案 CD
4．下列对于巴耳末公式的说法正确的是
( )．
A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应
B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长
C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又
有紫外光
D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长
解析 巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子 发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，A、D错误；巴耳末公式是 由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，
该线系包括可见光和紫外光，B错误、C正确． 答案 C
5．巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式对此，下列说法正确的是
111R2nn＝3，4，5…，
λ
( )．
A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为
规定的
解析 由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的14条谱线做了分析总结
出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了 氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知， C、D正确． 答案 CD
6．在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多少？频率各是多少？
11解析 利用巴耳末公式计算波长＝R2－n
λ
1
当n＝3、4时，氢原子发光所对应的两条谱线波长最长
11
＝1.10×107×2－3m－1，解得λ1≈6.54×10－7m
λ1
111－17
当n＝4时，＝1.10×10×2－4m，解得λ2≈4.85×10－7m，
λ2当n＝3时，
1
由波速公式c＝λν
3.0×10814
得ν1＝－Hz≈4.59×10Hz
λ16.54×10
c
3.0×10814
ν2＝＝－ Hz≈6.19×10Hz.
λ24.85×10
c
答案 λ1＝6.54×10－7m，λ2＝4.85×10－7m； ν1＝4.59×1014 Hz，ν2＝6.19×1014
Hz
7．在氢原子的光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式11
R1n，n＝2，3，4，…，计算紫外线的最长波和最短波的波长． 解析 根据莱曼系公式：
1
λ
111
＝R1n，n＝2，3，4，…可得λ＝.
λ11
R1－n1
当n＝2时波长最长，其值为
1
11
＝ m＝1.21×10－7 m. 33R×1.10×10744
λ＝
11
R1－2
＝
当n＝∞时，波长最短，其值为
λ＝
111－8
＝R＝m＝9.10×10 m. 1.10×101
R1－0
答案 1.21×10－7 m 9.10×10－8 m